KR20080054980A

KR20080054980A - 어두운 조명 영역을 줄이는 ｌｅｄ 램프 및 이를 포함하는어레이

Info

Publication number: KR20080054980A
Application number: KR20060127750A
Authority: KR
Inventors: 김민홍
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19

Abstract

본 발명은, LED 램프 및 이를 포함하는 LED 램프들의 어레이에 관한 것으로, 그 기술적 과제는 자신으로부터 방출된 광과 이웃하는 LED 램프로부터 방출된 광 사이에 생기는 어두운 영역을 크게 줄이거나 없앨 수 있는 렌즈부를 포함하는 LED 램프를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 LED 램프는, 발광다이오드에 전류를 인가하기 위한 리드프레임과, 상기 발광다이오드와 상기 리드프레임의 일부를 둘러싸도록 형성된 램프 몸체부와, 상기 램프 몸체부로부터 돌출 형성되며, 광을 사각형으로 방출하는 사각 기둥형의 렌즈부를 포함한다.

LED, 램프, 렌즈부, 몸체부, 사각형, 어레이, 리드프레임

Description

어두운 조명 영역을 줄이는 ＬＥＤ 램프 및 이를 포함하는 어레이{LED LAMP AND ARRAY COMPRISING THE SAME FOR REDCUCING DARK AREAS THEREBETWEEN}

도 1은 종래기술에 따른 LED 램프의 어레이를 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 램프를 개략적으로 도시한 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 LED 램프를 개략적으로 도시한 단면도.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 LED 램프의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 램프를 개략적으로 도시한 사시도.

도 6은 도 5에 도시된 LED 램프의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 도면.

도 7는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 램프를 개략적으로 도시한 사시도.

도 8은 도 7에 도시된 LED 램프의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 도면.

도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LED 램프를 개략적으로 도시한 사시 도.

도 10은 도 9에 도시된 LED 램프의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 도면.

도 11은 본 발명에 다른 LED 램프의 어레이를 설명하기 위한 개략적으로 모식도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10: 리드프레임 14: 반사컵부

20: 램프 몸체부 30: 렌즈부

32: 발광면 40: 발광다이오드

본 발명은, LED 램프 및 이를 포함하는 LED 램프들의 어레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이웃하는 LED 램프들 사이에 생기는 어두운 영역을 줄이거나 없앨 수 있도록 구성된 LED 램프 및 이를 포함하는 LED 램프들의 어레이에 관한 것이다.

LED 램프는 예를 들면, 광고판, 전광판, 디스플레이 패널(특히, 대형 디스플레이 패널), 교통신호등, 가로등 등의 광원으로 이용된다. 일반적으로 LED 램프는, 발광다이오드에 전류를 인가하기 위한 리드프레임과, 그 리드프레임을 지지하는 램프 몸체를 포함한다. 다른 LED 패키지와 달리, LED 램프는, 몸체가 투명의 수지로 형성되어 렌즈의 기능을 한다.

통상, LED 램프는 포탄형의 몸체가 렌즈의 기능을 하는 것과, 램프 몸체 및 이와 일체로 형성된 반구형의 렌즈부를 포함하는 것이 있다. 후자의 LED 램프 구조는 상대적으로 매우 높은 광속을 갖는 하이플럭스 LED 램프에 주로 채용되며, 이러한 하이플럭스 LED 램프의 구조는 WO 2005-061955호, 일본특허공개 2003-124524호, US 6,936,855호 등에 개시되어 있다.

반구형 또는 포탄형의 렌즈부를 포함하는 종래의 LED 램프는, 렌즈부의 곡면 형상을 통해 광의 진행방향으로 광의 전반사를 줄일 수 있으므로, 일부 광원으로의 응용에는 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나, 종래의 LED 램프는, 광고판, 전광판, 디스플레이 패널 등과 같은 조명 객체에 조명을 제공하기 위한 어레이로 이용될 때, 원형 단면의 렌즈 형상으로, LED 램프들 사이에 상대적으로 어두운 영역을 발생시켜, 균일한 조명을 저해하는 문제점이 있다.

도 1은 판형의 조명 객체를 조명하는 종래 LED 램프들의 어레이를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 행열로 배열된 LED 램프(100)들이 자체 반구형 렌즈부(102)를 통해 원형의 광을 방출하여 그 위쪽에 위치한 판형의 조명객체(200)에 원형의 광을 발생시킨다. 이때, 이웃하는 원형의 광(L)들 사이에는 광이 미치지 않는 어두운 영역(D)이 불가피하게 생기며, 이러한 어두운 영역(D)은 조명의 밝기 편차를 야기하여 매우 불균일한 조명을 야기하게 된다.

본 발명의 하나의 기술적 과제는, 자신으로부터 방출된 광과 이웃하는 LED 램프로부터 방출된 광 사이에 생기는 어두운 영역을 크게 줄이거나 없앨 수 있는 렌즈부를 포함하는 LED 램프를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 서로 이웃하는 LED 램프들로부터 방출된 서로 이웃하는 광들 사이에 생기는 어두운 영역을 크게 줄이거나 없앨 수 있는 LED 램프의 어레이를 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따라, 발광다이오드에 전류를 인가하기 위한 리드프레임과, 상기 발광다이오드와 상기 리드프레임의 일부를 둘러싸도록 형성된 램프 몸체부와, 상기 램프 몸체부로부터 돌출 형성되며, 광을 사각형으로 방출하는 사각 기둥형의 렌즈부를 포함하는 LED 램프가 제공된다.

이때, 상기 렌즈부 단부의 발광면은 사각형의 평면이고, 상기 리드프레임은 상기 발광다이오드가 탑재되는 위치에 사각형의 반사컵부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 렌즈부는 길이방향으로 면적이 확장되는 구조, 길이방향으로 면적이 축소되는 구조, 또는, 길이방향으로 동일한 단면적을 갖는 구조로 이루어진다. 또한, 상기 렌즈부는 사각형 평면의 각 꼭지점이 라운드로 형성된다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 조명 객체의 후방에서 상기 조명 객체를 조명하는 행열로 배열된 복수의 LED 램프들로 이루어진 LED 램프 어레이가 제공되는데, 상기 복수의 LED 램프들 각각은, 발광다이오드에 전류를 인가하기 위한 리드프레임과, 상기 발광다이오드와 상기 리드프레임의 일부를 둘러싸도록 형성된 램프 몸체부와, 상기 램프 몸체부로부터 돌출 형성되며, 광을 사각형으로 방출하는 사각 기 둥형의 렌즈부를 포함한다.

이때, 서로 인접하는 상기 LED 램프들은, 사각형의 광들이 상기 조명 객체에서 서로 만나거나 서로 겹치도록, 배열되는 것이 바람직하다.

실시예

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 램프의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 LED 램프를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 LED램프(1)는, 발광다이오드(40; 도 2에 도시됨)에 전류를 인가하기 위한 리드프레임(10)과, 상기 발광다이오드(40) 및 그 발광다이오드(40)가 부착된 리드프레임(10)의 일부를 둘러싸는 램프 몸체부(20)와, 상기 발광다이오드(40)로부터 나온 광의 주 방출 경로가 되는 렌즈부(30)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 LED 램프(1)는 높은 광자 속도를 갖는 하이플럭스 LED 램프로서, 용이한 열 방출을 위해, 리드프레임(10)이 네개의 리드핀(12)들을 포함하는 스루홀(through hall) 타입으로 형성된다. 그러나, 상기 LED 램프(1)가 SMD 타입(즉, 표면 장착형)인 경우에는 임의의 기판 표면에 표면 장착되는 판형의 리드 단자를 포함할 수 있다.

상기 램프 몸체부(20)와 상기 렌즈부(30)는 서로 일체로 형성된 것으로, 상기 렌즈부(30)가 상기 램프 몸체(20)의 대략 중앙 부분에서 상향 돌출된다. 이때, 상기 램프 몸체부(20)와 렌즈부(30)는 에폭시 또는 실리콘 등의 투명 또는 반투명 수지를 이용한 몰딩 성형에 의해 서로 일체로 형성된 것이다.

상기 렌즈부(30)는, 광을 사각형 패턴으로 방출하기 위해, 사각 기둥형의 형상을 갖는다. 보다 구체적으로, 상기 렌즈부(30)는 광이 주로 방출되는 자체 상단의 발광면(32)이 사각형으로 형성되어 있다. 또한, 상기 렌즈부(30)은 램프 몸체부(20)의 중앙 영역으로부터 상기 발광면(32)까지 일정한 단면적을 갖는다. 이러한 렌즈부(30)의 단면 형상에 의해, 상기 렌즈부(30)의 네 측면(34)은 모두 사각형의 평면으로 형성된다. 렌즈부(30)의 측면들이 광의 전반사를 일으키는 평면으로 형성됨으로써, 전술한 발광면(32)을 통해 방출되는 광량을 높여줄 수 있다. 이때, 상기 발광면(32)도 사각형의 평면으로 형성되는데, 발광면(32)의 평면 구조는 광이 원래의 형상으로부터 변화됨 없이 사각형으로 방출되는 것을 돕는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 LED램프(1)는, 렌즈부(30)와 더불어, 사각형의 광 방출을 돕는 구성을 리드프레임(10)에 구비한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 리드프레임(10)은 램프 몸체부(20)의 내측에 위치한 일부분에 발광다이오드(40)가 장착되는 반사컵부(14)를 갖는다. 이 반사컵부(14)는 도 3의 원 A의 평면도에 도시된 것과 같이 사각형의 형상으로 이루어져 있다. 이러한 사각형의 반사컵부(14)는 광들이 렌즈부(30)를 향해 사각형의 형태로 모이는 것을 가능하게 하여, 렌즈부(30)로부터 신뢰성 있는 사각형의 광 방출을 돕는다.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 LED 램프(1)의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면이다. 도 4의 시뮬레이션 조건은 렌즈부(30)의 발광면이 3×3mm 면적의 사각형이고, 그 발광면으로부터 약 4mm 떨어진 곳에 조명 객체가 위치된다. 도 4로를 참조하면, 렌즈부(30)에서 대략 사각형으로 방출된 광이 그 크기만 확대 되었을 뿐 사각형의 형태로 조명 객체를 조명하여 줌을 알 수 있다. 그리고, 도 4의 시뮬레이션 결과로부터, 큰 산포가 없는 상당히 균일한 조도로 조명 객체가 조명됨을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 램프(1)를 도시한 사시도이고, 도 6의 도 5에 도시된 LED 램프(1)의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 램프(1)는, 앞선 실시예와 달리, 렌즈부(30)의 네 측면 모서리, 또는, 발광면(32)의 네 꼭지점에 라운드부(32a)가 더 형성된다. 나머지 부분들, 즉, 리드프레임(10), 패키지 몸체부(20), 발광다이오드(40)의 구성은 앞선 실시예와 동일한 구조를 갖는다. 위 구조의 LED 램프(1)의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과, 앞선 실시예와 대략 비슷한 광 특성이 얻어짐을 알 수 있었다. 다만, 앞선 실시예에 비해, 사각형 광의 네 꼭지점 부근에서 광의 편차가 더 줄어든다는 것을 확인할 수 있다.

도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 램프(1)의 사시도와, 그 LED 램프(1)의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과를 나타낸 도면이다. 도 7에 도시된 LED 램프(1)는 렌즈부(30)가 패키지 몸체(20)의 일 영역으로부터 렌즈부(30) 자체의 발광면(32)을 향해 면적이 점진적으로 축소되는 구조로 형성된다. 본 실시예에 따른 LED 램프(1)도 대략 사각형에 가까운 광을 조명객체에 조명함을 도 8의 시뮬레이션 결과로부터 알 수 있다.

도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LED 램프(1)의 사시도 와, 그 LED 램프(1)의 광 특성을 시뮬레이션 한 결과를 나타낸 도면이다. 도 9에 도시된 LED 램프(1)는 렌즈부(30)가 패키지 몸체(20)의 일 영역으로부터 렌즈부(30) 자체의 발광면(32)을 향해 면적이 점진적으로 확대되는 구조로 형성된다. 본 실시예에 따른 LED 램프(1)도 대략 사각형에 가까운 광을 조명객체에 조명함을 도 10의 시뮬레이션 결과로부터 알 수 있다.

도 11은 전술한 실시예들의 LED 램프를 복수개로 포함하는 LED 어레이를 설명하기 위한 도면이다. 도 11을 참조하면, LED 램프들(1)은 복수개로 이루어진 채 판형의 조명객체(2) 아래쪽에서 횡렬로 배열되어 있다. 그리고, 상기 LED 램프들(1)은 사각 기둥형의 렌즈부(30)를 통해 사각형의 광을 방출하여, 조명객체(2) 상에 사각형의 광을 조명한다. 이때, 상기 조명객체(2) 상에 조명된 사각형의 광들(L; 가상선으로 표시됨) 중 이웃하는 광들을 서로 만나거나 겹치도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위해서, 조명객체(2)와 LED 램프(1) 사이의 거리, 그리고, 서로 인접하는 LED 램프(1)들 사이의 거리가 조절된다.

도 11에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 LED 어레이는 조명객체(2)에 조명된 사각형의 광들 사이에 어두운 영역을 배제하여, 조명객체(2)에서의 광 편차를 크게 줄이고, 이에 의해, 균일한 광으로 조명객체(2)를 조명하여 줄 수 있다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예들을 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

본 발명에 따르면, 복수의 LED 램프를 포함하는 어레이로 조명객체를 조명함에 있어서, 그 조명객체를 조명하는 LED 램프의 광들 사이에 존재하는 어두운 영역을 줄이거나 없앨 수 있고, 이에 의해, 조명 객체에서의 광 편차를 줄여줄 수 있다.

Claims

발광다이오드에 전류를 인가하기 위한 리드프레임과;

상기 발광다이오드와 상기 리드프레임의 일부를 둘러싸도록 형성된 램프 몸체부와;

상기 램프 몸체부로부터 돌출 형성되며, 광을 사각형으로 방출하는 사각 기둥형의 렌즈부를 포함하는 LED 램프.
청구항 1에 있어서, 상기 렌즈부의 발광면은 사각형의 평면인 것을 특징으로 하는 LED 램프.
청구항 1에 있어서, 상기 리드프레임은 상기 발광다이오드가 탑재되는 위치에 사각형의 반사컵부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈부는 길이방향으로 면적이 확장되는 구조임을 특징으로 하는 LED 램프.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈부는 길이방향으로 면적이 축소되는 구조임을 특징으로 하는 LED 램프.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈부는 길이방향으로 동일한 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
청구항 1 내지 청구항 3에 있어서, 상기 렌즈부는 사각형 평면의 각 꼭지점이 라운드로 형성됨을 특징으로 하는 LED 램프.
조명 객체의 후방에서 상기 조명 객체를 조명하는 행열로 배열된 복수의 LED 램프들로 이루어지되, 상기 복수의 LED 램프들 각각은,

발광다이오드에 전류를 인가하기 위한 리드프레임과,

상기 발광다이오드와 상기 리드프레임의 일부를 둘러싸도록 형성된 램프 몸체부와,

상기 램프 몸체부로부터 돌출 형성되며, 광을 사각형으로 방출하는 사각 기둥형의 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프 어레이.
청구항 8에 있어서, 서로 인접하는 상기 LED 램프들은, 사각형의 광들이 상기 조명 객체에서 서로 만나거나 겹치도록, 배열된 것을 특징으로 하는 LED 램프 어레이.